摘要：研究人員開展 CAR-T 細胞療法對小鼠認知影響的研究。
在癌癥治療的廣闊領(lǐng)域，免疫療法宛如一顆璀璨新星，為眾多腫瘤患者帶來了新的希望。然而，這顆 “星星” 背后卻隱藏著一些未知的 “陰影”。癌癥治療相關(guān)認知障礙（CRCI）長期困擾著大量癌癥幸存者，傳統(tǒng)癌癥療法常引發(fā)如記憶、注意力、信息處理速度等方面的認知問題，而免疫療法雖嶄露頭角，但其潛在的長期認知影響卻如同迷霧，尚未被完全揭開。早期研究暗示免疫療法可能也會增加認知癥狀的風險，尤其是嵌合抗原受體（CAR）T 細胞療法，它在治療難治性血液惡性腫瘤方面成果顯著，卻也伴隨著急性神經(jīng)毒性綜合征，至于更長期、更細微的影響則鮮為人知。為了驅(qū)散這片認知的 “迷霧”，來自斯坦福大學醫(yī)學院等多個機構(gòu)的研究人員展開了深入探索，相關(guān)研究成果發(fā)表在《Cell》雜志上。
研究人員主要運用了動物模型構(gòu)建、行為學測試、單細胞測序、免疫組化等關(guān)鍵技術(shù)方法。他們構(gòu)建了多種患者來源的小鼠異種移植模型，包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）和非 CNS 癌癥模型，還使用了免疫健全的小鼠模型。通過這些模型，利用新穎物體識別測試（NORT）和 T 迷宮測試等行為學方法評估小鼠認知功能；借助單細胞測序分析患者和小鼠的細胞狀態(tài)變化；運用免疫組化技術(shù)觀察細胞形態(tài)和數(shù)量變化。
圖1 小鼠CAR T細胞治療后免疫治療相關(guān)認知障礙研究結(jié)果
CAR-T 細胞療法導致小鼠認知障礙：研究人員利用多種小鼠癌癥模型，包括 H3K27M + 彌漫性腦橋膠質(zhì)瘤（DIPG）模型、前 B 細胞急性淋巴細胞白血病（ALL）模型、兩種骨肉瘤模型和黑色素瘤模型。在這些模型中，接受腫瘤清除性 CAR-T 細胞療法的小鼠，在 NORT 和 T 迷宮測試中表現(xiàn)出認知障礙，如注意力和短期記憶受損。但在快速清除的骨肉瘤模型中，小鼠認知功能未受影響，這表明并非所有 CAR-T 細胞療法都會導致認知障礙。
持續(xù)性腦脊液細胞因子和趨化因子升高：在接受腫瘤清除性 CAR-T 細胞療法 1 個月后，DIPG、ALL 和侵襲性骨肉瘤模型小鼠的腦脊液中，細胞因子和趨化因子水平顯著升高，如嗜酸性粒細胞趨化因子（Eotaxin/CCL11）、CCL2、CCL7 和 CXCL10 等。而在快速清除的骨肉瘤模型中，這些因子水平未升高。這表明 CAR-T 細胞療法引發(fā)的免疫反應可能與認知障礙相關(guān)。
白質(zhì)微膠質(zhì)細胞持續(xù)反應性增強：在接受腫瘤清除性 CAR-T 細胞療法的小鼠中，DIPG、ALL 和侵襲性骨肉瘤模型的白質(zhì)區(qū)域，尤其是皮層下和海馬白質(zhì)中的微膠質(zhì)細胞數(shù)量和反應性增加。快速清除的骨肉瘤模型中，微膠質(zhì)細胞未出現(xiàn)這種變化。通過對侵襲性骨肉瘤模型小鼠的微膠質(zhì)細胞進行 RNA 測序，發(fā)現(xiàn)其轉(zhuǎn)錄狀態(tài)發(fā)生改變，與炎癥性髓鞘疾病中的微膠質(zhì)細胞狀態(tài)相似。
CAR-T 細胞療法破壞少突膠質(zhì)細胞譜系細胞動態(tài)平衡：在 DIPG、ALL 和侵襲性骨肉瘤模型中，腫瘤清除性 CAR-T 細胞療法導致皮層下白質(zhì)中的少突膠質(zhì)前體細胞（OPCs）和成熟少突膠質(zhì)細胞數(shù)量減少，這可能影響髓鞘穩(wěn)態(tài)。在黑色素瘤模型中，化療后也出現(xiàn)類似減少。而快速清除的骨肉瘤模型中，少突膠質(zhì)細胞未受影響。
CAR-T 細胞療法損害海馬神經(jīng)發(fā)生：在 DIPG、ALL 和侵襲性骨肉瘤模型中，接受腫瘤清除性 CAR-T 細胞療法的小鼠，海馬齒狀回中的神經(jīng)發(fā)生減少。快速清除的骨肉瘤模型中，神經(jīng)發(fā)生未減少。在免疫健全的小鼠黑色素瘤模型中，化療后神經(jīng)發(fā)生減少，CAR-T 細胞療法未使其進一步減少。
顱內(nèi)給藥同樣導致細胞失調(diào)：在 DIPG 模型中，對小鼠進行顱內(nèi)注射 GD2-CAR T 細胞，發(fā)現(xiàn)不同劑量的 CAR-T 細胞均能清除腫瘤，但也導致小鼠認知障礙、微膠質(zhì)細胞反應性增強、少突膠質(zhì)細胞數(shù)量減少和海馬神經(jīng)發(fā)生受損，與靜脈注射的結(jié)果相似。
患者接受 CAR-T 細胞療法后的細胞狀態(tài)變化：通過對接受 GD2-CAR T 細胞療法治療 DIPG 的患者額葉皮層和皮層下白質(zhì)進行單細胞 RNA 測序，發(fā)現(xiàn)患者的微膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞狀態(tài)發(fā)生改變。微膠質(zhì)細胞中，穩(wěn)態(tài)微膠質(zhì)細胞亞群減少，出現(xiàn)多種反應性微膠質(zhì)細胞亞群；少突膠質(zhì)細胞譜系細胞也出現(xiàn)異常狀態(tài)。
治療干預研究：研究人員嘗試用不同方法干預 CAR-T 細胞療法導致的認知障礙。使用 IL-1α 抑制劑阿那白滯素（Anakinra）未能改善細胞失調(diào)和認知缺陷；而使用集落刺激因子 1 受體（CSF1R）抑制劑 PLX5622 耗盡微膠質(zhì)細胞，可恢復少突膠質(zhì)細胞數(shù)量并改善認知功能；抑制趨化因子受體 CCR3 也能減少微膠質(zhì)細胞數(shù)量，恢復成熟少突膠質(zhì)細胞數(shù)量并改善認知行為。
圖2 清除腫瘤的CAR T細胞治療后認知障礙
研究結(jié)論與討論
這項研究揭示了 CAR-T 細胞療法在治療 CNS 和非 CNS 惡性腫瘤的小鼠模型中，會引發(fā)持續(xù)性神經(jīng)炎癥、多譜系神經(jīng)細胞失調(diào)，進而導致認知障礙。這些發(fā)現(xiàn)得到了患者樣本單細胞 RNA 測序分析的支持，表明免疫療法相關(guān)認知障礙（IRCI）與化療和顱腦放療引起的認知障礙在機制上有相似之處，都涉及白質(zhì)選擇性微膠質(zhì)細胞反應性、少突膠質(zhì)細胞穩(wěn)態(tài)破壞和海馬神經(jīng)發(fā)生受損。同時，研究還發(fā)現(xiàn)靶向反應性微膠質(zhì)細胞或趨化因子信號通路可以挽救細胞和認知功能障礙，為改善接受 CAR-T 細胞療法患者的認知功能提供了潛在的治療方向。然而，研究也存在一定局限性，如使用免疫缺陷小鼠模型可能無法完全反映人體的免疫反應，且患者來源的異種移植模型存在移植物抗宿主病，無法研究長期影響。盡管如此，該研究為理解 CAR-T 細胞療法的認知后果提供了重要依據(jù)，有望推動相關(guān)治療策略的發(fā)展，優(yōu)化癌癥幸存者的生活質(zhì)量。
參考資料
[1] Immunotherapy-related cognitive impairment after CAR T cell therapy in mice
摘要：研究人員開展 CAR-T 細胞療法對小鼠認知影響的研究。
在癌癥治療的廣闊領(lǐng)域，免疫療法宛如一顆璀璨新星，為眾多腫瘤患者帶來了新的希望。然而，這顆 “星星” 背后卻隱藏著一些未知的 “陰影”。癌癥治療相關(guān)認知障礙（CRCI）長期困擾著大量癌癥幸存者，傳統(tǒng)癌癥療法常引發(fā)如記憶、注意力、信息處理速度等方面的認知問題，而免疫療法雖嶄露頭角，但其潛在的長期認知影響卻如同迷霧，尚未被完全揭開。早期研究暗示免疫療法可能也會增加認知癥狀的風險，尤其是嵌合抗原受體（CAR）T 細胞療法，它在治療難治性血液惡性腫瘤方面成果顯著，卻也伴隨著急性神經(jīng)毒性綜合征，至于更長期、更細微的影響則鮮為人知。為了驅(qū)散這片認知的 “迷霧”，來自斯坦福大學醫(yī)學院等多個機構(gòu)的研究人員展開了深入探索，相關(guān)研究成果發(fā)表在《Cell》雜志上。
研究人員主要運用了動物模型構(gòu)建、行為學測試、單細胞測序、免疫組化等關(guān)鍵技術(shù)方法。他們構(gòu)建了多種患者來源的小鼠異種移植模型，包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）和非 CNS 癌癥模型，還使用了免疫健全的小鼠模型。通過這些模型，利用新穎物體識別測試（NORT）和 T 迷宮測試等行為學方法評估小鼠認知功能；借助單細胞測序分析患者和小鼠的細胞狀態(tài)變化；運用免疫組化技術(shù)觀察細胞形態(tài)和數(shù)量變化。
圖1 小鼠CAR T細胞治療后免疫治療相關(guān)認知障礙研究結(jié)果
CAR-T 細胞療法導致小鼠認知障礙：研究人員利用多種小鼠癌癥模型，包括 H3K27M + 彌漫性腦橋膠質(zhì)瘤（DIPG）模型、前 B 細胞急性淋巴細胞白血病（ALL）模型、兩種骨肉瘤模型和黑色素瘤模型。在這些模型中，接受腫瘤清除性 CAR-T 細胞療法的小鼠，在 NORT 和 T 迷宮測試中表現(xiàn)出認知障礙，如注意力和短期記憶受損。但在快速清除的骨肉瘤模型中，小鼠認知功能未受影響，這表明并非所有 CAR-T 細胞療法都會導致認知障礙。
持續(xù)性腦脊液細胞因子和趨化因子升高：在接受腫瘤清除性 CAR-T 細胞療法 1 個月后，DIPG、ALL 和侵襲性骨肉瘤模型小鼠的腦脊液中，細胞因子和趨化因子水平顯著升高，如嗜酸性粒細胞趨化因子（Eotaxin/CCL11）、CCL2、CCL7 和 CXCL10 等。而在快速清除的骨肉瘤模型中，這些因子水平未升高。這表明 CAR-T 細胞療法引發(fā)的免疫反應可能與認知障礙相關(guān)。
白質(zhì)微膠質(zhì)細胞持續(xù)反應性增強：在接受腫瘤清除性 CAR-T 細胞療法的小鼠中，DIPG、ALL 和侵襲性骨肉瘤模型的白質(zhì)區(qū)域，尤其是皮層下和海馬白質(zhì)中的微膠質(zhì)細胞數(shù)量和反應性增加。快速清除的骨肉瘤模型中，微膠質(zhì)細胞未出現(xiàn)這種變化。通過對侵襲性骨肉瘤模型小鼠的微膠質(zhì)細胞進行 RNA 測序，發(fā)現(xiàn)其轉(zhuǎn)錄狀態(tài)發(fā)生改變，與炎癥性髓鞘疾病中的微膠質(zhì)細胞狀態(tài)相似。
CAR-T 細胞療法破壞少突膠質(zhì)細胞譜系細胞動態(tài)平衡：在 DIPG、ALL 和侵襲性骨肉瘤模型中，腫瘤清除性 CAR-T 細胞療法導致皮層下白質(zhì)中的少突膠質(zhì)前體細胞（OPCs）和成熟少突膠質(zhì)細胞數(shù)量減少，這可能影響髓鞘穩(wěn)態(tài)。在黑色素瘤模型中，化療后也出現(xiàn)類似減少。而快速清除的骨肉瘤模型中，少突膠質(zhì)細胞未受影響。
CAR-T 細胞療法損害海馬神經(jīng)發(fā)生：在 DIPG、ALL 和侵襲性骨肉瘤模型中，接受腫瘤清除性 CAR-T 細胞療法的小鼠，海馬齒狀回中的神經(jīng)發(fā)生減少。快速清除的骨肉瘤模型中，神經(jīng)發(fā)生未減少。在免疫健全的小鼠黑色素瘤模型中，化療后神經(jīng)發(fā)生減少，CAR-T 細胞療法未使其進一步減少。
顱內(nèi)給藥同樣導致細胞失調(diào)：在 DIPG 模型中，對小鼠進行顱內(nèi)注射 GD2-CAR T 細胞，發(fā)現(xiàn)不同劑量的 CAR-T 細胞均能清除腫瘤，但也導致小鼠認知障礙、微膠質(zhì)細胞反應性增強、少突膠質(zhì)細胞數(shù)量減少和海馬神經(jīng)發(fā)生受損，與靜脈注射的結(jié)果相似。
患者接受 CAR-T 細胞療法后的細胞狀態(tài)變化：通過對接受 GD2-CAR T 細胞療法治療 DIPG 的患者額葉皮層和皮層下白質(zhì)進行單細胞 RNA 測序，發(fā)現(xiàn)患者的微膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞狀態(tài)發(fā)生改變。微膠質(zhì)細胞中，穩(wěn)態(tài)微膠質(zhì)細胞亞群減少，出現(xiàn)多種反應性微膠質(zhì)細胞亞群；少突膠質(zhì)細胞譜系細胞也出現(xiàn)異常狀態(tài)。
治療干預研究：研究人員嘗試用不同方法干預 CAR-T 細胞療法導致的認知障礙。使用 IL-1α 抑制劑阿那白滯素（Anakinra）未能改善細胞失調(diào)和認知缺陷；而使用集落刺激因子 1 受體（CSF1R）抑制劑 PLX5622 耗盡微膠質(zhì)細胞，可恢復少突膠質(zhì)細胞數(shù)量并改善認知功能；抑制趨化因子受體 CCR3 也能減少微膠質(zhì)細胞數(shù)量，恢復成熟少突膠質(zhì)細胞數(shù)量并改善認知行為。
圖2 清除腫瘤的CAR T細胞治療后認知障礙
研究結(jié)論與討論
這項研究揭示了 CAR-T 細胞療法在治療 CNS 和非 CNS 惡性腫瘤的小鼠模型中，會引發(fā)持續(xù)性神經(jīng)炎癥、多譜系神經(jīng)細胞失調(diào)，進而導致認知障礙。這些發(fā)現(xiàn)得到了患者樣本單細胞 RNA 測序分析的支持，表明免疫療法相關(guān)認知障礙（IRCI）與化療和顱腦放療引起的認知障礙在機制上有相似之處，都涉及白質(zhì)選擇性微膠質(zhì)細胞反應性、少突膠質(zhì)細胞穩(wěn)態(tài)破壞和海馬神經(jīng)發(fā)生受損。同時，研究還發(fā)現(xiàn)靶向反應性微膠質(zhì)細胞或趨化因子信號通路可以挽救細胞和認知功能障礙，為改善接受 CAR-T 細胞療法患者的認知功能提供了潛在的治療方向。然而，研究也存在一定局限性，如使用免疫缺陷小鼠模型可能無法完全反映人體的免疫反應，且患者來源的異種移植模型存在移植物抗宿主病，無法研究長期影響。盡管如此，該研究為理解 CAR-T 細胞療法的認知后果提供了重要依據(jù)，有望推動相關(guān)治療策略的發(fā)展，優(yōu)化癌癥幸存者的生活質(zhì)量。
參考資料
[1] Immunotherapy-related cognitive impairment after CAR T cell therapy in mice
